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国内刊号：21-1137/TP
国际刊号：1002-0446
发布日期:
作者：刘王智懿, 郑银环, 孙健铨, 傅睿卿, 王大帅
关键词：柔性外骨骼, 机器人, 有限元分析, PID控制
针对传统的外骨骼机器人存在的刚性结构、自重大、柔顺性差、穿戴舒适性差等问题，设计了一种轻量型柔性下肢助力外骨骼．该外骨骼通过鲍登绳装置和弹簧装置实现对踝关节的柔性助力，利用驱动系统的“单轮双槽”绕线盘实现单个电机对双腿的驱动，其稳定性通过有限元分析得以验证．在外骨骼的控制策略上，本文在电机系统的传统三环PID（比例－积分－微分）反馈控制的基础上，提出了基于电机转角和转速的PID控制策略和基于踝关节力矩的PID控制策略，通过Simulink和Simscape工具仿真验证了控制策略的可行性．最后，搭建了一台外骨骼样机并进行了性能实验，样机质量仅为3.095 kg，在本文设置的实验条件下，穿戴该外骨骼行走时人体代谢降低了15%，验证了该外骨骼设计的合理性，也表明该外骨骼相比传统外骨骼具有更好的助力效果．
来源：2021年第4期
《机器人》期刊编辑部
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